A Forza de Lorentz xoga outro moi importante papel no LHC. É a responsable de curvar a traxectoria das novas partículas creadas despois da colisións dos protóns nos detectores. Dependendo da carga eléctrica, masa e enerxía, as partículas serán separadas pola forza magnética de xeitos diferentes, podendo así seren analizadas separadamente. Na imaxe vemos a simulación da creación dunha partícula de Higgs coa aparición final de dous fotóns que non son, obviamente, afectados polo campo magnético do detector. Cada detector ten o seu propio deseño para ese campo magnético, e imos axiña a botarlle unha ollada a CMS e ATLAS.

CMS                       O detector CMS (Compact Muon Solenoid) é un instrumento de 12500 toneladas (o núcleo de ferro -en vermello na imaxe- do sistema magnético contén máis ferro que a Torre Eiffel). O imán está formado por tres partes: a bobina superconductora, o tanque de baleiro e o núcleo de ferro. A bobina produce o campo axial mentres que o núcleo é responsable de retorno do fluxo magnético na parte exterior do solenoide. Este retorno do fluxo é o que conforma o conxunto de líñas de forza que enchen o detector en todo o seu volume paralelamente ao eixe, e que curvarán as trayectorias das partículas que se produzan debido ás colisións no centro do detector.

O Solenoide consiste en 5 módulos de 2,5 m de longo cada un. Cada módulo está formado por un cilindro de aluminio con catro capas internas de embobinado, de 109 voltas cada una.  Por tanto :  N = 5·4·109 = 2180 voltas. A lonxitude total do solenoide é:  L = 5·2,5 m =12,5 m A intensidade da corrente é :   I = 19500 A. Logo, finalmente: B = μ0·N·I/L    ⇒    B ≈ 4 T

Podemos calcular a Inductancia do Solenoide do detector CMS .

O solenoide ten 2180 voltas, o campo magnético é de 3,8 T e a superficie é: S = π·3² = 28,3 m².

Por tanto, o Fluxo magnético ao través da superficie é:

φ = N·B·S   ⇒  φ = 2180·3,7·28,3   ⇒   φ ≈ 230 kWb

Con,    φ = L·I   ⇒ L = 230000/19500   ⇒   L ≈ 12 H

Estamos hablando de una energía almacenada en el solenoide de:

ATLAS                      

O detector ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) ofrece un sistema híbrido de catro imáns superconductores: un solenoide central rodeado por 2 toroides extremos (End-cap) y unsistema toroidal "de barril" (BT). As dimensións deste sistema magnético son 20 m de diámetro e 26 m en lonxitude. Cos seus preto de 2 GJ de enerxía almacenada, é realmente o imán superconductor máis grande do mundo.

O solenoide central, de 5.5 toneladas de peso, 2.5 m de diámetro e 5.3 m de longo, proporciona un campo magnético axial de 2 T nol centro da área de tracking de ATLAS. Dado que este solenoide precede ao calorímetro electromagnético de argon-líquido (LAr), o seu espesor debe ser o mínimo posible para permitir a máxima resposta do calorímetro. Contén 9 km de cables superconductores enfriados por helio líquido e circula por él unha corrente eléctrica de 8000 A. Con 7 km de cables superconductores tenemos Nº de voltas = 7000/(π·2,5) =1142 voltas

De  B = μ₀·N·I/L  ⇒  B = (4π·10^-7·1142·8000)/5,3  ⇒   B ≈ 2 T

 φ = N·B·S ⇒ φ = 1142·2·( π·1,252) ⇒   φ ≈ 11200 Wb

Con, φ = L·I  ⇒   L = 11200/8000 ⇒ L ≈ 1,4 H

A enerxía almacenada polo solenoide é:    E = ½·L·I² ⇒ E ≈ 44,8 MJ

ATLAS posúe tamén un enorme sistema magnético toroidal superconductor (Barrel Toroid - BT) cunhas dimensións de 25 m longo e 22 m de diámetro. Este sistema toroidalproporciona o campo magnético para as áreas de detección muónica. O toroide está formado por 8 estruturas de 25m x 5m por onde circulan correntes superconductoras de 20500 A. A súa masa total é de 850 t.

Cada unha desas estruturas ten unha longituxe de (25+25+5+5) ~ 60 m. Tomando os 100 km de cables superconductores podemos considerar que o número de voltas equivalentes do toroide é:

Nº equivalente-voltas = 100000/60   ⇒   Nº voltas ≈ 1670 
De  B = μ₀·N·I/L  ⇒   B = (4π·10^-7·1670·20500)/(2π·8,5)

B ≈ 1 T

φ = N·B·S ⇒ φ = 1670·1·( 25·5) ⇒ φ ≈ 208750 Wb

Con, φ = L·I   ⇒   L = 208750/20500 ⇒ L ≈ 10,2 H